基于潮流转移比的动态断面控制方法_2

文档序号:9219165阅读:来源:国知局
56] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以某大型省级电网为实施 例,结合附图对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以 解释本发明,并不用于限定本发明。
[0057]本发明一种基于潮流转移比的动态断面控制方法,包括如下步骤:
[0058] 步骤S100,逐一断开各支路,并逐次检测未断开的支路的负载率,判断未断开的支 路中是否有支路的负载率大于预设负载率门槛值,是则选取对应的断开支路为关键支路。
[0059]在一个实施例中,所述的选取关键支路的具体实现方法为:利用状态估计获取电 网当前运行状态;计算电网潮流并采用补偿法对全网进行开断模拟;判断各支路中是否有 支路的负载率大于预设负载率门槛值,是则选取开断支路为关键支路。
[0060]例如,设置支路负载率门槛值a,从开断后的支路负载率列表中筛选出负载率高 于a的支路,构成开断越限列表,并将对应的开断线路作为关键支路。值得一提的是,开断 模拟既包括单条支路的开断,也包括同塔双回线路的开断,由此辨识到的关键支路既可以 是单条线路或变压器,也可以是同塔双回线路。此外,负载率门槛值a可根据实际需要进 行设置。
[0061] 步骤S200,采用直流潮流法计算各支路的节点在发生单位注入有功功率变化时各 支路的潮流变化量,并计算得出各支路的功率传输分布因子,根据所述功率传输分布因子 计算得出所述关键支路开断后各支路的潮流转移比。
[0062]所述的计算功率传输分布因子和潮流转移比的具体实施方法如下:
[0063]基于直流潮流模型,节点潮流方程与支路潮流方程可表达为如下形式:
[0066] 式中:9 i为节点i电压相角;是节点i的自阻抗,Xu是节点i、j之间的互阻 抗;Pi、Pj为节点i、j的注入有功功率;P ab为支路1 ab传输的有功功率;9 a、9 b分别为支路 lab首末端节点a、b的电压相角;x ab为支路1 &的阻抗。
[0067]假设节点i注入功率变化△Pi,其他节点功率不变,由式(1)、式(2)可以推出:
[0068]
(3)
[0069] 由此可知,节点i发生单位功率变化时,支路1&的功率传输分布因子如下式所 示:
[0070]
(4)
[0071] 进一步推导支路开断时,支路1ab的潮流转移比。假设支路1^的阻抗为x^传 输的有功功率为当支路Id开断时,认为节点c、d之间并联了一个电抗为-X &的支路, 则流过该支路的有功功率为:
[0072]
[0073] 该负阻抗支路可以等效为在节点c新增注入功率_APed,在节点d新增注入功率 AP cd,由式(3)推出支路lcd开断时,支路1 ab的潮流变化量如下:
[0077] 由此可知,支路led开断时,支路1 &的潮流转移比为:
[0078]
[0079] 按照该式,计算关键支路开断时,其他支路的潮流转移比,得到一系列潮流转移比 列表。
[0080] 需要指出的是,当在线监测到电网的拓扑结构或系统参数发生变化后,可自动触 发计算潮流转移比,得到一个与电网实时运行方式相匹配的潮流转移比列表。
[0081] 步骤S300,判断支路的潮流转移比是否大于预设潮流转移比门槛值,是则选取所 述支路为强相关支路,所述强相关支路与所述关键支路构成输电断面。
[0082] 根据潮流转移比的大小选取受关键支路开断影响较大的若干支路,分别与关键支 路组合构成多个输电断面。所述强相关支路与所述关键支路构成输电断面为电网割集输电 断面或者为不封闭的局部输电断面,即所构造的断面既可以是电网割集,也可以是不封闭 的局部断面,由此突破了传统方法对于割集的限制,更能够集中体现电网的薄弱环节。
[0083] 所述的基于关键支路和潮流转移比辨识输电断面的方法如下:
[0084] 判断支路的潮流转移比是否大于预设潮流转移比门槛值,是则选取所述支路为强 相关支路,所述强相关支路与所述关键支路构成输电断面。
[0085]例如,设置支路潮流转移比门槛值0,针对每一条关键支路,筛选出潮流转移比大 于0的强相关支路,分别与关键支路组合构成输电断面。需要指出的是,潮流转移比门槛 值0可根据实际监控需求进行设置。此外,强相关支路既可以是单条线路,也可以是同塔 双回线路。
[0086] 步骤S400,判断是否有切机切负荷措施,是则获取发电机可切量与负荷可切量,根 据所述潮流转移比、负荷波动功率、额定有功功率和发电机可切量或负荷可切量获得所述 输电断面的动态极限表达式,否则根据所述潮流转移比、负荷波动功率和额定有功功率获 得所述输电断面的动态极限表达式。。
[0087] 例如,计算输电断面动态极限:基于潮流转移比、负荷波动功率和额定有功功率, 计算输电断面动态极限,该极限能够根据系统运行方式的变化进行实时调整,并且考虑了 节点负荷波动性的影响。对于存在切机切负荷措施的断面,还可以将实时更新的发电与负 荷可切量加入到动态断面极限中,有效提高断面输电能力。
[0088] 所述的求取输电断面动态极限的具体实施方法如下:
[0089] 从输电断面列表中取出任意断面,假设该断面由关键支路I。,、强相关支路1&组 成。首先,判定1。(1故障跳闸后是否有切机切负荷措施:
[0090] a)如果没有切机切负荷措施。
[0091] 对于该断面,限制断面输电能力的关键因素是关键支路lji闸后,强相关支路1 ab 过载,故按照下式计算计算输电断面动态极限:
[0092]
(8)
[0093] 式中:Pab是强相关支路1 ab故障如的有功功率;P &是关键支路1 &故障如的有功功 率;d是lab的额定有功功率;k 是支路1 &开断后,支路1 3)3的潮流转移比。
[0094] 实际运行过程中,负荷的波动性将会影响断面潮流的波动,在一定程度上降低断 面的输电能力。为此,考虑负荷节点在未来一段时间内可能出现的波动功率为多0,按 照下式计算输电断面动态极限:
[0095]
(9)
[0096] 式中:是负荷节点对支路1&的传输功率分布因子;SP^E工程计算中可 根据实际情况进行设置。
[0097] b)如果有切机切负荷措施。
[0098] 当发生N-2等严重故障时(例如同塔双回线路),允许系统采取切机切负荷等措施 来确保系统的安全与稳定。切机切负荷措施也将在一定程度上提高断面的输电能力,为此, 根据系统实时更新的断面两侧区域发电机可切量八匕多〇与负荷可切量AP^多〇,按照下 式计算输电断面动态极限:
[0099]
[0100] 式中:g20是发电机节点对支路1&的传输功率分布因子。
[0101] 步骤S500,根据所述功率传输分布因子和所述输电断面的动态极限表达式控制断 面潮流。
[0102] 在一个实施例中,本步骤具体包括:根据所述输电断面的动态极限表达式判断输 电断面是否接近或大于极限值,是则根据所述功率传输分布因子选择与输电断面对应的节 点,通过调整所述与输电断面对应的节点的注入功率控制输电断面潮流
[0103] 基于功率传输分布因子,按照输电断面动态极限控制断面潮流。
[0104] 所述的基于功率传输分布因子控制输电断面潮流的具体实施方法如下:如果输电 断面传输功率接近或越过极限值,则从传输功率分布因子列表中选取对断面潮流影响较大 的敏感机组,调整其出力快速控制断面潮流满足输电断面极限式(9)或式(10)。
[0105] 在一个实施例中,上述的支路包括单条线路、变压器或同塔双回线路。
[0106] 下面用某大型省级电网的实际输电断面极限计算与控制来说明本发明实施例中 的实施方式,详见下文描述:
[0107] 我国某大型省级电网的示意图如图2所示,区域1与区域2之间有5回500kV交 流线路,其中Ll、L2和L4、L5分别是同塔双回线路。采用本发明所述关键支路辨识方法筛 选出L1、L2为关键支路,L3为强相关支路,故选取{Ll,L2, L3}作为输电断面,称为断面T1。 传统方法通常选取整个割集{Ll,L2, L3, L4, L5}作为输电断面,称为断面T2。选取该电网的 3种不同运行方式,假设负荷波动功率为零,分别计算断面T1和断面T2的输电能力,如表1 所示。其中,典型方式是夏季典型大方式,乐观方式下通过优化开机提高了断面传输能力, 保守方式是对断面功率传输最不利的运行方式。表1同时给出了上述三种方式在极限状态 下的潮流分布,不同方式中限制断面Tl、T2传输极限的关键因素相同,即线路Ll、L2发生 N-2故障跳闸后,线路L3的潮流达到热稳定极限值2590MW。
[0108] 表1不同运行方式下断面T1和T2的输电能力
[0109]
[0110] 1)不同输电断面的结果对比
[0111] 为了说明本发明断面选取方法的优越性,在选取
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